電力系統(tǒng)概論第一章121－1電力系統(tǒng)的組成1－2電力系統(tǒng)的電壓1－3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式1－4工廠中常見的電氣設(shè)備１－１電力系統(tǒng)的組成3學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解發(fā)電廠類型及主要特征。2.掌握電力系統(tǒng)的組成，了解對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求。3.了解電力系統(tǒng)的發(fā)展方向。4一、發(fā)電廠類型及主要特征1.水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠通稱水電站，是利用水庫(kù)中水流的位能轉(zhuǎn)換為電能的。當(dāng)控制水流的進(jìn)水口閘門開啟時(shí)，水庫(kù)中的水流經(jīng)過攔污柵由進(jìn)水器沿壓力水管進(jìn)入水輪機(jī)蝸殼室，驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)葉片，使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)與其同軸的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，發(fā)電機(jī)定子繞組輸出電流，實(shí)現(xiàn)由機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換，發(fā)出來的電能（電壓）經(jīng)升壓變壓器后與電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，如圖所示。發(fā)電過程中尾水閘門開啟，蝸殼室的水流經(jīng)尾水管排到下游。56壩后式水力發(fā)電廠生產(chǎn)過程示意圖2.火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠簡(jiǎn)稱火電廠（站），利用煤炭、石油、天然氣等燃料燃燒時(shí)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能，在鍋爐中將水加熱成高溫高壓的水蒸氣，再由水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，完成由化學(xué)能、熱能到電能的轉(zhuǎn)換過程。在發(fā)電的同時(shí)還為居民、企業(yè)等提供熱能的火電廠稱為熱電廠。如圖所示，原煤由帶式輸送機(jī)輸送進(jìn)煤斗，經(jīng)磨煤機(jī)后變?yōu)槊悍?，其在鍋爐的爐膛內(nèi)充分燃燒，將鍋爐內(nèi)的水燒成高溫高壓的蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使與它聯(lián)軸的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。78火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程示意圖3.風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的，風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，并通過增速器提速，促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)能是一種自然界大量存在的清潔、價(jià)廉、可再生資源，但其又具有隨機(jī)性和不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，因此利用風(fēng)力發(fā)電必須與一定的蓄能方式相結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)連續(xù)供電。風(fēng)力發(fā)電原理示意圖如圖所示。910風(fēng)力發(fā)電原理示意圖4.核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠又稱原子能發(fā)電廠，通稱核電站，利用核燃料在反應(yīng)堆中的原子核裂變將核能轉(zhuǎn)換為電能。如圖所示，核燃料裂變反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，通過熱交換產(chǎn)生蒸汽來驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。其生產(chǎn)過程與火電廠相似，以核反應(yīng)堆和蒸汽發(fā)生器（原子鍋爐）代替了燃煤鍋爐，以少量的核燃料代替了大量的煤炭。11核能發(fā)電廠生產(chǎn)過程示意圖1—核反應(yīng)堆2—穩(wěn)壓器3—蒸汽發(fā)生器4—汽輪發(fā)電機(jī)組5—給水加熱器6—給水泵7—主循環(huán)泵5.太陽(yáng)能發(fā)電廠太陽(yáng)能發(fā)電是利用太陽(yáng)能發(fā)電的，通過光電轉(zhuǎn)換元件等直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能。通過太陽(yáng)能電池方陣將太陽(yáng)能輻射能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電站稱為太陽(yáng)能光伏電站。幾種常見發(fā)電廠的主要特征見下表。12

幾種常見發(fā)電廠的主要特征13

幾種常見發(fā)電廠的主要特征14

幾種常見發(fā)電廠的主要特征156.我國(guó)的電力發(fā)展規(guī)劃我國(guó)電力行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃的主要目標(biāo)：電力總量方面，全社會(huì)用電量達(dá)9.24萬億kW·h，總裝機(jī)容量達(dá)

27.5億kW，人均用電量達(dá)6500kW·h，可再生能源利用率大于95%；電力結(jié)構(gòu)方面，非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)

13.5億kW，占比約49.1%，常規(guī)水電裝機(jī)容量達(dá)

3.7億kW，風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)

3.8

億kW，太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)4億kW，核電裝機(jī)容量達(dá)0.7億kW，煤電裝機(jī)容量達(dá)

12.5億kW。16實(shí)施能源資源安全戰(zhàn)略。堅(jiān)持立足國(guó)內(nèi)、補(bǔ)齊短板、多元保障、強(qiáng)化儲(chǔ)備，增強(qiáng)能源持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)煤炭供應(yīng)安全兜底、油氣核心需求依靠自保、電力供應(yīng)穩(wěn)定可靠。積極應(yīng)對(duì)氣候變化。完善能源消費(fèi)總量和強(qiáng)度雙控制度，重點(diǎn)控制化石能源消費(fèi)。推動(dòng)能源清潔、低碳、安全、高效利用，深入推進(jìn)工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域低碳轉(zhuǎn)型。二、電力系統(tǒng)的組成與發(fā)展方向1.電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)是指由不同電壓等級(jí)的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所（也稱變電站）和電能用戶聯(lián)系起來的集發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體，如圖所示。17電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)中各級(jí)電壓等級(jí)的電力線路及其聯(lián)系的變電所稱為電力網(wǎng)或電網(wǎng)。電網(wǎng)可按電壓高低和供電范圍大小分為區(qū)域電網(wǎng)（220kV及以上）和地方電網(wǎng)（110kV以下），工廠供電系統(tǒng)屬于地方電網(wǎng)。從發(fā)電廠到用戶的送電過程如圖所示。18從發(fā)電廠到用戶的送電過程2.對(duì)電力系統(tǒng)的要求（1）運(yùn)行的安全可靠。在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故，降低事故率。當(dāng)電力系統(tǒng)中某一設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，對(duì)用戶供電不中斷或中斷供電的概率小，影響范圍小、停電時(shí)間短、造成的損失少，即滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在電力系統(tǒng)受到不同程度的擾動(dòng)時(shí)，應(yīng)盡量保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免大面積停電。19（2）電能質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)。應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電電壓和頻率等的質(zhì)量要求。交流電力設(shè)備的額定頻率為50Hz，正常狀況下允許偏差為

±（0.2~0.5）Hz，非正常狀況下允許偏差應(yīng)不超過

±1.0Hz。線路電壓允許偏差：35kV及以上三相供電電壓的為

±5%UN

，20kV

及以下三相供電電壓的為±7%UN

，220V單相供電電壓的為（－10%~＋7%）UN（UN表示電網(wǎng)電壓的額定值）。此外，三相系統(tǒng)中三相電壓或三相電流是否平衡也是衡量電能質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)。（3）運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。在滿足上述要求的同時(shí)，還要求供電系統(tǒng)投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量，即保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。203.電力系統(tǒng)的發(fā)展方向電力安全成為能源安全新戰(zhàn)略的核心要素。我國(guó)電力結(jié)構(gòu)將不斷優(yōu)化，新能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模穩(wěn)步提升。未來，綠色低碳循環(huán)發(fā)展將是電力行業(yè)推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的必由之路。預(yù)計(jì)到

2025年，我國(guó)電力總裝機(jī)容量達(dá)28億

kW，2035年達(dá)38億kW。其中，風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電裝機(jī)容量增量較大，預(yù)計(jì)2025年可達(dá)

7億kW

以上，占比

27%左右，2035年可達(dá)12億kW左右，占比

32%左右。新型能源體系發(fā)展具有地理位置分散、隨機(jī)性強(qiáng)、波動(dòng)性大的特點(diǎn)，電網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行面臨挑戰(zhàn)。21１－２電力系統(tǒng)的電壓22學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解額定電壓的概念，掌握電網(wǎng)及電氣設(shè)備額定電壓的標(biāo)準(zhǔn)。2.了解工廠供電系統(tǒng)配電電壓的選擇原則。23電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備都是在一定的頻率和電壓下工作的。電氣設(shè)備的額定頻率和額定電壓是指電氣設(shè)備正常工作并能獲得最佳經(jīng)濟(jì)效果的頻率和電壓。系統(tǒng)標(biāo)稱電壓是指用以標(biāo)志或識(shí)別系統(tǒng)電壓的給定值。標(biāo)準(zhǔn)電壓是指國(guó)家規(guī)定的電力系統(tǒng)或設(shè)備的電壓。24一、三相交流電網(wǎng)及電氣設(shè)備的額定電壓國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)電壓》（GB/T156—2017）規(guī)定了標(biāo)稱電壓高于220V、標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz的交流輸電、配電、用電系統(tǒng)及其設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)電壓，見下表、見下表。25標(biāo)稱電壓220~10000Ｖ

交流系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)電壓

單位:Ｖ26

標(biāo)稱電壓1kV以上交流三相系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)電壓

單位：kV1.發(fā)電機(jī)的額定電壓由于電力線路允許的電壓偏差一般為

±5%，即整個(gè)線路允許有

10%的電壓損失值，因此為了維持線路的平均電壓為額定值，線路首端（電源端）的電壓可比線路額定電壓高5%，而線路末端電壓則可比線路額定電壓低

5%。所以，規(guī)定發(fā)電機(jī)額定電壓比同級(jí)電網(wǎng)額定電壓高

5%。272.電力變壓器的額定電壓（1）電力變壓器一次繞組的額定電壓。當(dāng)變壓器直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí)，其一次繞組額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓相同，即比同級(jí)電網(wǎng)額定電壓高

5%，如下圖中的變壓器T1一次繞組額定電壓。當(dāng)變壓器連接在線路上時(shí)，可將其看作線路的用電設(shè)備，因此，其一次繞組額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)額定電壓相同，如下圖中的變壓器T2一次繞組額定電壓。2829電力變壓器額定電壓的說明（2）電力變壓器二次繞組的額定電壓。變壓器二次側(cè)供電線路較長(zhǎng)時(shí)，其二次繞組額定電壓應(yīng)比相連電網(wǎng)額定電壓高

10%（其中有5%用于補(bǔ)償變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)繞組自身約5%的電壓降；此外，變壓器滿載時(shí)二次繞組輸出電壓還要比所連電網(wǎng)額定電壓高5%，以補(bǔ)償線路上的電壓降），如上圖中的變壓器T1二次繞組額定電壓。變壓器二次側(cè)供電線路不長(zhǎng)時(shí)，其二次繞組額定電壓比所連電網(wǎng)額定電壓高5%（僅考慮補(bǔ)償變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)繞組自身5%的電壓降），如上圖中的變壓器T2二次繞組額定電壓。303.電網(wǎng)（線路）的額定電壓電力線路運(yùn)行時(shí)（有電流通過時(shí)）要產(chǎn)生電壓降，所以線路上各點(diǎn)的電壓都略有不同，線路首端比末端電壓高，如圖中虛線所示。因此，供電線路的額定電壓采用首端電壓和末端電壓的算術(shù)平均值，此電壓稱為電網(wǎng)的額定電壓（又稱標(biāo)稱電壓）。4.用電設(shè)備的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓與同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓相同。31用電設(shè)備和發(fā)電機(jī)的額定電壓關(guān)系5.電力系統(tǒng)電壓等級(jí)的劃分《國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（變電部分）》規(guī)定，電力系統(tǒng)電壓等級(jí)的劃分見下表。行業(yè)習(xí)慣上還按照下表劃分電壓等級(jí)。32電力系統(tǒng)電壓等級(jí)的劃分行業(yè)習(xí)慣上電壓等級(jí)的劃分二、工廠供電系統(tǒng)配電電壓的選擇1.高壓配電電壓的選擇工廠供電系統(tǒng)高壓配電電壓的選擇，主要取決于高壓用電設(shè)備的電壓和容量、數(shù)量等因素。（1）工廠采用的高壓配電電壓通常為6~10kV。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來看，最好采用

10kV。33（2）如果工廠擁有相當(dāng)數(shù)量的

6

kV用電設(shè)備，或者供電電源的電壓就是

6kV，則可考慮采用

6kV電壓作為工廠的高壓配電電壓。否則應(yīng)選擇10kV

作為工廠的高壓配電電壓。（3）如果當(dāng)?shù)氐碾娫措妷簽?5kV

或66kV，而廠區(qū)環(huán)境條件又允許采用35kV或66kV架空線路，則可考慮采用

35kV或

66kV作為高壓配電電壓深入工廠各車間負(fù)荷中心，并經(jīng)車間變電所直接降為低壓用電設(shè)備所需的電壓。342.低壓配電電壓的選擇工廠的低壓配電電壓一般采用220/380V，其中線電壓

380V接三相動(dòng)力設(shè)備及380V的單相設(shè)備，相電壓220V接一般照明燈具及其他220V的單相設(shè)備。但某些場(chǎng)合宜采用660V（甚至更高的1140V）作為低壓配電電壓。因此，提高低壓配電電壓有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，是節(jié)電的有效手段之一，在世界各國(guó)已成為發(fā)展的趨勢(shì)。我國(guó)現(xiàn)在只有采礦、石油、化工等企業(yè)采用660V電壓。35１－３電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式36學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地、直接接地（或經(jīng)低電阻接地）運(yùn)行方式的特點(diǎn)以及應(yīng)用。37在三相交流電力系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)是指發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)。其運(yùn)行方式的選擇是在充分考慮供電可靠性、系統(tǒng)絕緣水平、繼電保護(hù)要求、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行要求等因素的基礎(chǔ)上確定的。電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有兩大類：一是中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)過低電阻接地，稱為大接地電流系統(tǒng)；二是中性點(diǎn)不接地或經(jīng)過消弧線圈接地，稱為小接地電流系統(tǒng)。其中采用最廣泛的是中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)過消弧線圈接地和中性點(diǎn)直接接地三種方式。38幾種中性點(diǎn)運(yùn)行方式在我國(guó)的應(yīng)用見下表。39幾種中性點(diǎn)運(yùn)行方式在我國(guó)的應(yīng)用一、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)如圖所示為中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)。電力系統(tǒng)的三相導(dǎo)線之間及各相對(duì)地之間，沿導(dǎo)線全長(zhǎng)都分布有電容，這些電容在電壓作用下將有附加的電容電流通過。40

中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)a）電路圖b）相量圖在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，應(yīng)裝設(shè)專門的單相接地保護(hù)或絕緣監(jiān)視裝置，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)能及時(shí)報(bào)警，提醒值班人員注意并處理。當(dāng)單相接地故障危及人身和設(shè)備安全時(shí)，還要求單相接地保護(hù)裝置動(dòng)作，在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)跳閘。當(dāng)中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生不完全接地

(即經(jīng)一定的接觸電阻接地)時(shí)，故障相的對(duì)地電壓將大于零而小于相電壓，其他兩完好相的對(duì)地電壓則大于相電壓而小于線電壓，接地電容電流也較中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地電容電流略小。41二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)由于電力線路既有電阻和電感，又有電容，因此在線路發(fā)生單相弧光接地時(shí)，可形成R－L－C的串聯(lián)諧振電路，從而使線路上出現(xiàn)危險(xiǎn)的過電壓

（可達(dá)線路相電壓的2.5~3倍），這可能導(dǎo)致線路上絕緣薄弱點(diǎn)的絕緣擊穿。為了防止單相接地時(shí)接地點(diǎn)出現(xiàn)斷續(xù)電弧，避免引起過電壓，在單相接地電容電流大于一定值的電力系統(tǒng)中，電源中性點(diǎn)必須采取經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。消弧線圈自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償成套裝置如圖所示。4243消弧線圈自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償成套裝置如圖所示為電源中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)單相接地時(shí)的狀態(tài)。消弧線圈實(shí)際上就是鐵芯線圈，其電阻很小，感抗很大。其功能是消除單相接地故障點(diǎn)的電弧。44電源中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)單相接地時(shí)的狀態(tài)a）電路圖b）相量圖三、中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)低電阻接地的電力系統(tǒng)如圖所示為電源中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)單相接地時(shí)的狀態(tài)。這種系統(tǒng)的單相接地，即通過接地中性點(diǎn)形成單相短路。單相短路電流比線路的負(fù)荷電流大得多，因此在系統(tǒng)發(fā)生單相短路時(shí)保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作于跳閘，切除短路故障，使系統(tǒng)的其他部分恢復(fù)正常運(yùn)行。45

電源中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)單相接地時(shí)的狀態(tài)我國(guó)一些大城市在現(xiàn)代化城市電網(wǎng)改造中，將10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)采取經(jīng)低電阻接地的運(yùn)行方式，如圖所示，其接近于中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，保護(hù)裝置跳閘，迅速切除故障線路，同時(shí)系統(tǒng)的備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作，投入備用電源，恢復(fù)系統(tǒng)供電。因此，其供電可靠性很高。46中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)原理常用的中性點(diǎn)接地電阻器外形如圖

所示。47常用的中性點(diǎn)接地電阻器外形四、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)三種運(yùn)行方式的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比電力系統(tǒng)中性點(diǎn)三種運(yùn)行方式的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見下表。48

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)三種運(yùn)行方式的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比１－4工廠中常見的電氣設(shè)備49學(xué)習(xí)目標(biāo)了解工廠電氣設(shè)備按工作制分類的方法。501.連續(xù)工作制這類設(shè)備在恒定負(fù)荷下運(yùn)行，且運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)到足以使之達(dá)到熱平衡狀態(tài)，如通風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)組、電爐和照明燈等。機(jī)床電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷一般變動(dòng)較大，但其主軸電動(dòng)機(jī)一般也是連續(xù)運(yùn)行的。2.短時(shí)工作制這類設(shè)備在恒定負(fù)荷下運(yùn)行的時(shí)間短（短于達(dá)到熱平衡所需的時(shí)間），而停歇時(shí)間長(zhǎng)（長(zhǎng)到足以使設(shè)備溫度冷卻到周圍介質(zhì)的溫度），如機(jī)床上的某些輔助電動(dòng)機(jī)、控制閘門的電動(dòng)機(jī)等。513.斷續(xù)周期工作制這類設(shè)備周期性地時(shí)而工作，時(shí)而停歇，如此反復(fù)運(yùn)行，而工作周期一般不超過10min，無論工作或停歇，均不足以使設(shè)備達(dá)到熱平衡，下表中介紹了工廠中常見電氣設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)。52工廠中常見電氣設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)53工廠中常見電氣設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)54工廠中常見電氣設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)工廠變配電所的電氣設(shè)備第二章55562－1高壓一次設(shè)備2－2低壓成套配電裝置2－3電力變壓器與互感器2－4電氣設(shè)備的選擇及運(yùn)行維護(hù)要求２－１

高壓一次設(shè)備57學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓斷路器等的功能、分類、型號(hào)含義等。2.掌握高壓開關(guān)柜、箱式變電站的作用、型號(hào)含義等。58一、高壓熔斷器高壓熔斷器（文字符號(hào)為FU）是常用的一種簡(jiǎn)單的保護(hù)電器，主要由金屬熔體（銅、鋁、鋁錫合金、鋅等材料制成）、熔管及支持熔體的觸頭組成。熔斷器的功能主要是對(duì)電路和設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)，但有的熔斷器也具有過負(fù)荷保護(hù)的功能。高壓熔斷器按照使用環(huán)境不同分為戶內(nèi)式和戶外式，按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同分為支柱式和跌落式，按照工作特性不同分為限流式和非限流式。591.RN1和RN2型戶內(nèi)管式高壓熔斷器RN1、RN2

型高壓熔斷器的結(jié)構(gòu)基本相同（見下圖），都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)填充石英砂的密閉管式熔斷器。60RN1、RN2

型高壓熔斷器a）實(shí)物圖b）結(jié)構(gòu)圖1—瓷質(zhì)熔管2—管帽3—彈性觸座4—熔斷指示器5—接線端子6—瓷絕緣子7—底座61RN1、RN2

型高壓熔斷器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖1—管帽2—瓷質(zhì)熔管3—工作熔體

4—指示熔體5—錫球

6—石英砂填料7—熔斷指示器上圖中高壓熔斷器的工作熔體上焊有小錫球。錫是低熔點(diǎn)金屬，當(dāng)過負(fù)荷時(shí)錫球受熱首先熔化，銅錫互相滲透形成熔點(diǎn)較低的銅錫合金，使銅熔體在較低的溫度下熔斷，即所謂的“冶金效應(yīng)”。當(dāng)短路電流或過負(fù)荷電流通過熔體時(shí)，工作熔體熔斷后，指示熔體也相繼熔斷，其紅色的熔斷指示器彈出，給出熔體熔斷的指示信號(hào)。622.RW4和RW10（F）

型戶外跌落式高壓熔斷器戶外跌落式高壓熔斷器廣泛用于戶外場(chǎng)所，其結(jié)構(gòu)和實(shí)物如圖所示。其主要功能是既可用于6~10kV線路和設(shè)備的短路保護(hù)，又可在一定的條件下，直接用高壓絕緣鉤棒（俗稱令克棒）來操作熔管的分合，通斷小容量的空載變壓器或空載線路等，但不可直接通斷正常的負(fù)荷電流。6364RW4-10（G）型戶外跌落式高壓熔斷器結(jié)構(gòu)1—上接線端子2—上靜觸頭3—上動(dòng)觸頭

4—管帽5—操作環(huán)6—熔管7—銅熔體8—下動(dòng)觸頭9—下靜觸頭10—下接線端子

11—絕緣瓷瓶12—固定安裝板65RW4-10（G）型戶外跌落式高壓熔斷器實(shí)物二、高壓隔離開關(guān)高壓隔離開關(guān)（文字符號(hào)為QS）的主要功能是隔離高壓電源，保證工作人員安全檢修電氣設(shè)備和線路。其可用來通斷一定的小電流，如勵(lì)磁電流不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路以及電壓互感器和避雷器電路等，但不允許其帶負(fù)荷操作。高壓隔離開關(guān)按照安裝地點(diǎn)不同分為戶內(nèi)式和戶外式兩大類（見下圖）。6667GN8-10/600型戶內(nèi)式高壓隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)1—上接線端子2—靜觸頭3—刀開關(guān)4—套管絕緣子5—下接線端子6—框架7—轉(zhuǎn)軸8—拐臂9—升降絕緣子10—支柱絕緣子6835kV戶外式高壓隔離開關(guān)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)（GW4-40.5型）69戶外式高壓隔離開關(guān)實(shí)物三、高壓負(fù)荷開關(guān)高壓負(fù)荷開關(guān)（文字符號(hào)為QL）具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置，能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流，不能斷開短路電流。裝有脫扣器時(shí)，在過負(fù)荷情況下可自動(dòng)跳閘。高壓負(fù)荷開關(guān)必須與高壓熔斷器串聯(lián)使用，以借助熔斷器來切除短路故障。高壓負(fù)荷開關(guān)斷開后，因其具有明顯可見的斷開間隙，因此也有隔離電源、保證安全檢修的功能。高壓負(fù)荷開關(guān)有多種分類方法：按其用途可分為普通型和專用型兩種；按其滅弧介質(zhì)及滅弧方式不同可分為產(chǎn)氣式、壓氣式、充油式、真空式及六氟化硫（SF6）式等；按其安裝地點(diǎn)不同可分為戶內(nèi)式和戶外式；按其操作方式不同可分為一般操作式、頻繁操作式、手動(dòng)儲(chǔ)能操作式和手動(dòng)操作式。7071FN3-10RT型戶內(nèi)式高壓負(fù)荷開關(guān)結(jié)構(gòu)1—主軸2—上絕緣子兼氣缸3—連桿4—下絕緣子5—框架6—RN1型高壓熔斷器7—下觸頭8—刀開關(guān)9—弧動(dòng)觸頭10—絕緣噴嘴11—主靜觸頭12—上觸座13—斷路彈簧14—絕緣拉桿15—熱脫扣器高壓負(fù)荷開關(guān)的結(jié)構(gòu)和實(shí)物如下圖所示。72FZN16A-12系列戶內(nèi)交流高壓負(fù)荷開關(guān)實(shí)物73FZW36-40.5/D1250-20型戶外高壓真空隔離負(fù)荷開關(guān)實(shí)物四、高壓斷路器高壓斷路器（文字符號(hào)為QF）不僅能通斷正常負(fù)荷電流，還能接通和承受一定時(shí)間的短路電流。在短路時(shí)與繼電保護(hù)裝置配合自動(dòng)跳閘，切除短路故障，保證電力系統(tǒng)及電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。741.油斷路器油斷路器按其油量多少和油的功能分為多油和少油兩類。少油斷路器的油只作為滅弧介質(zhì)使用，而多油斷路器的油既作為滅弧介質(zhì)用又作為絕緣介質(zhì)用。SN10-10型高壓少油斷路器外形結(jié)構(gòu)及油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。75SN10-10型高壓少油斷路器外形結(jié)構(gòu)1—鋁帽2—上接線端子3—油標(biāo)

4—絕緣筒5—下接線端子6—基座7—主軸8—框架9—斷路彈簧76SN10-10型高壓少油斷路器油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)1—鋁帽2—油氣分離器3—上接線端子4—油標(biāo)5—插座式靜觸頭

6—滅弧室7—?jiǎng)佑|頭（導(dǎo)電桿）8—中間滾動(dòng)觸頭9—下接線端子10—轉(zhuǎn)軸11—拐臂12—基座13—下支柱絕緣子14—上支柱絕緣子15—斷路彈簧16—絕緣筒17—逆止閥18—絕緣油2.六氟化硫（SF6）斷路器SF6斷路器是利用

SF6

氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)的斷路器，具有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧特性。SF6

是一種無色、無味、無毒且不易燃燒的惰性氣體，物理、化學(xué)性能穩(wěn)定。SF6

具有良好的絕緣性能，有極強(qiáng)的滅弧能力。如圖所示為L(zhǎng)N2-10型

SF6

斷路器。77LN2-10型

SF6

斷路器1—上接線端子2—絕緣筒（內(nèi)為氣缸及觸頭滅弧系統(tǒng)）

3—下接線端子4—操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱5—小車6—斷路彈簧如圖所示為

SF6

斷路器的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，如圖所示為

SF6

斷路器用作封閉式組合電器的外貌。78SF6

斷路器的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)SF6

斷路器用作封閉式組合電器的外貌3.真空斷路器真空斷路器是利用“真空”（氣壓為1×10-6~1×10-2Pa）滅弧的一種斷路器，其觸頭裝在真空滅弧室內(nèi)。由于真空中不存在氣體游離的問題，所以這種斷路器在觸頭斷開時(shí)很難發(fā)生電弧。應(yīng)用中“真空”不宜是絕對(duì)的真空，因?yàn)樵趯?shí)際的感性負(fù)載電路中，滅弧速度過快，瞬間切斷電流，會(huì)使電路出現(xiàn)極高的過電壓，這對(duì)供電系統(tǒng)十分不利。如圖所示ZN4-10型真空斷路器的結(jié)構(gòu)，如圖所示為幾種常用高壓真空斷路器的實(shí)物。7980ZN4-10型真空斷路器的結(jié)構(gòu)1—接線板2—滅弧室3—機(jī)構(gòu)主軸4—支撐框架5—操動(dòng)機(jī)構(gòu)6—緩沖器7—絕緣拉桿8—拐臂

9—絕緣加強(qiáng)桿10—壓縮彈簧81幾種常用高壓真空斷路器的實(shí)物a）ZN4-10

型真空斷路器b）ZW32-12型真空斷路器c）ZW8-12型真空斷路器幾種常用高壓斷路器的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見下表。82幾種常用高壓斷路器的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比五、高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜是按一定的線路方案將有關(guān)一次、二次設(shè)備組裝形成的一種高壓成套配電裝置，在發(fā)電廠和變配電站中用于控制和保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器和高壓線路，也可用于大型高壓交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和保護(hù)，其中安裝有高壓開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、監(jiān)測(cè)儀表和母線、絕緣子等。831.高壓開關(guān)柜全型號(hào)的表示和含義老系列產(chǎn)品：84新系列產(chǎn)品：85862.高壓開關(guān)柜的分類（1）按斷路器安裝方式分為移開式（手車式）和固定式。1）移開式（手車式）（用Y表示）。表示柜內(nèi)的主要電氣元件是安裝在可抽出的手車上的，由于手車有很好的互換性，因此可以大大提高供電的可靠性。如圖所示為GC-10（F）型高壓開關(guān)柜（斷路器手車未推入）。87GC-10（F）型高壓開關(guān)柜（斷路器手車未推入）1—儀表屏2—手車室3—上觸頭（兼起隔離開關(guān)作用）4—下觸頭（兼起隔離開關(guān)作用）5—SN10-10型斷路器手車882）固定式（用G表示）。表示柜內(nèi)所有的電氣元件均為固定安裝的，固定式高壓開關(guān)柜有GG－1A（F）、GG－10、GG－15、GSG－1A、KGN等型號(hào)，由于比較經(jīng)濟(jì)，在一般中小型工廠中被廣泛使用，但發(fā)生故障時(shí)需停電檢修，且檢修人員要進(jìn)入帶電間隔（帶電間隔是指在高壓開關(guān)柜內(nèi)高壓線路和控制開關(guān)各部分之間的空氣間隔），檢修好后方可供電，延長(zhǎng)了恢復(fù)供電的時(shí)間。如圖所示為

GG－1A（F）－07S型高壓開關(guān)柜（斷路器柜）。89GG－1A（F）－07S

型高壓開關(guān)柜（斷路器柜）1—母線2—母線隔離開關(guān)（QS1，GN8-10型）3—少油斷路器（QF，SN10-10型）4—電流互感器（TA，LQJ-10型）

5—線路隔離開關(guān)（QS2，GN6-10型）

6—電纜頭7—下檢修門

8—端子箱門9—操作板10—斷路器的手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)（CS2型）11—隔離開關(guān)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)手柄12—儀表繼電器屏13—上檢修門14、15—觀察窗口90（2）按開關(guān)柜安裝地點(diǎn)分為戶內(nèi)式和戶外式。1）用于戶內(nèi)（用N表示）。表示只能在戶內(nèi)安裝使用。2）用于戶外（用W表示）。表示可以在戶外安裝使用。（3）按柜體結(jié)構(gòu)可分為金屬封閉鎧裝式開關(guān)柜、金屬封閉間隔式開關(guān)柜、金屬封閉箱式開關(guān)柜和敞開式開關(guān)柜四大類。1）金屬封閉鎧裝式開關(guān)柜（用字母K來表示）的主要組成部件分別裝在接地的用金屬隔板隔開的隔室中。912）金屬封閉間隔式開關(guān)柜（用字母J來表示）與鎧裝式金屬封閉開關(guān)設(shè)備相似，其主要電氣元件也分別裝于單獨(dú)的隔室內(nèi)，但具有一個(gè)或多個(gè)符合一定防護(hù)等級(jí)的非金屬隔板。3）金屬封閉箱式開關(guān)柜（用字母X來表示）

的外殼為金屬封閉式，4）敞開式開關(guān)柜，無保護(hù)等級(jí)要求，外殼有部分是敞開的。六、箱式變電站箱式變電站（見下圖）又稱預(yù)裝式變電站，是一種將高壓開關(guān)設(shè)備、變壓器、低壓開關(guān)設(shè)備、電能計(jì)量設(shè)備和無功補(bǔ)償裝置等按一定接線方案組合在一個(gè)或幾個(gè)箱體內(nèi)的緊湊型成套配電裝置。其先在工廠內(nèi)預(yù)制，再到戶內(nèi)或戶外現(xiàn)場(chǎng)安裝，具有防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動(dòng)等特點(diǎn)，適用于工業(yè)企業(yè)、油氣田、風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)、居民小區(qū)等場(chǎng)合，供變電使用。92箱式變電站主要包括外殼、變壓器、高低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備、高低壓內(nèi)部連接線、輔助設(shè)備和回路等元件和部件。93YB-160/10型箱式變電站實(shí)物1.箱式變電站型號(hào)的組成和含義（1）YB型（歐式——預(yù)裝式）。94（2）ZB型（美式——組合式）。9596（3）YB型（中式——預(yù)裝智能一體化）。2.箱式變電站的分類（1）按殼體不同分為復(fù)合板式、景觀式、鐵殼式等。（2）按安裝地點(diǎn)不同分為戶外式、戶內(nèi)式等。（3）按結(jié)構(gòu)不同分為目字形、品字形等。3.箱式變電站的結(jié)構(gòu)箱式變電站由高壓配電裝置、變壓器及低壓配電裝置連接而成，分成三個(gè)功能隔室，即高壓室、變壓器室和低壓室。各個(gè)隔室可排布為目字形、品字形。變壓器室根據(jù)需要配置自動(dòng)強(qiáng)迫風(fēng)冷系統(tǒng)、自動(dòng)照明裝置、防止凝露威脅安全運(yùn)行的除濕裝置等。97七、自動(dòng)線路分段器和重合器1.自動(dòng)線路分段器自動(dòng)線路分段器（見右圖）是一種與電源側(cè)前級(jí)開關(guān)設(shè)備相配合，在無電壓或無電流下自動(dòng)分閘的開關(guān)設(shè)備。分段器不能斷開短路電流，但能斷開或接通負(fù)荷電流。電壓型分段器可斷開短路電流，電流型分段器不能斷開短路電路。自動(dòng)線路分段器通常與上級(jí)開關(guān)設(shè)備配合使用，起線路隔離、分段的作用，尤其適用于線路長(zhǎng)、分支多的架空配電線路。98FDK型跌落式自動(dòng)線路分段器2.自動(dòng)重合器自動(dòng)重合器（見下圖）是一種自身具有控制及保護(hù)功能的高壓開關(guān)設(shè)備。它由柱上斷路器及相應(yīng)的控制、保護(hù)元件等構(gòu)成。它能夠按照預(yù)定的斷開和重合順序在線路中自動(dòng)執(zhí)行斷開和重合操作，并在其后自動(dòng)復(fù)位和閉鎖，即自動(dòng)重合器本身具有故障電流（包括過電流和接地電流）檢測(cè)和操作順序控制與執(zhí)行功能，無須附加繼電器保護(hù)裝置和操作電源。99ZCW-10型自動(dòng)重合器自動(dòng)重合器還具有以下特殊功能:（1）自動(dòng)監(jiān)測(cè)線路工作狀態(tài)。（2）自動(dòng)判斷故障性質(zhì)。（3）自動(dòng)記憶、消除記憶和復(fù)位。（4）雙時(shí)反時(shí)限時(shí)間———電流特性。（5）操作順序可在安裝現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定與變更。（6）可實(shí)現(xiàn)有線、無線、載波和光纖等遠(yuǎn)距離遙控和通信。100２－２低壓成套配電裝置101學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握低壓配電柜、低壓配電箱的作用、型號(hào)含義等。102低壓成套配電裝置包括低壓配電柜和低壓配電箱等，都是按一定的線路方案將有關(guān)一次、二次設(shè)備組裝而成的一種成套配電裝置，在低壓配電系統(tǒng)中作動(dòng)力和照明配電之用。低壓成套配電裝置產(chǎn)品均必須經(jīng)過CCC強(qiáng)制認(rèn)證。103一、低壓配電柜低壓配電柜也稱為低壓開關(guān)柜，其結(jié)構(gòu)有固定式、抽屜式和組合式三類。其中組合式低壓配電柜采用模數(shù)化組合結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，通用性強(qiáng)，柜體外形美觀，而且安裝靈活方便，但價(jià)格昂貴。由于固定式低壓配電柜比較價(jià)廉，因此一般中小型工廠多采用固定式。104105我國(guó)生產(chǎn)的老系列低壓配電柜型號(hào)和含義：106我國(guó)生產(chǎn)的新系列低壓配電柜型號(hào)和含義：二、低壓配電箱低壓配電箱按用途分為動(dòng)力配電箱和照明配電箱兩種。動(dòng)力配電箱主要用于動(dòng)力設(shè)備配電，但也可以兼用于照明設(shè)備配電。照明配電箱主要用于照明配電，但也可以給一些小容量的單相動(dòng)力設(shè)備配電。低壓配電箱按安裝方式分，有靠墻式、懸掛式和嵌入式等。靠墻式是靠墻安裝，懸掛式是掛墻明裝，嵌入式是嵌墻暗裝。107108我國(guó)生產(chǎn)的低壓配電箱型號(hào)和含義：三、低壓成套配電裝置的配線１.產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)低壓成套配電裝置產(chǎn)品生產(chǎn)執(zhí)行《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備

第2部分：成套電力開關(guān)和控制設(shè)備》（GB/T7251.2—2023）、《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備

第8部分：智能型成套設(shè)備通用技術(shù)要求》（GB/T7251.8—2020）等標(biāo)準(zhǔn)。1092.產(chǎn)品工藝流程產(chǎn)品工藝流程是指產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，從原料到制成成品各項(xiàng)工序安排的程序，也稱加工流程或生產(chǎn)流程，簡(jiǎn)稱流程。低壓成套配電裝置工藝流程：設(shè)計(jì)→箱體、元器件等采購(gòu)→采購(gòu)品進(jìn)廠檢驗(yàn)→母線加工→電氣元件安裝→檢查→配線→調(diào)試→成品檢驗(yàn)→包裝入庫(kù)。1103.工藝要求（1）電氣元件安裝工藝要求，參看“技能訓(xùn)練”相關(guān)知識(shí)。（2）接線(配線)

工藝要求。1）按二次接線圖進(jìn)行施工，接線正確。2）配線整齊、美觀，導(dǎo)線絕緣良好、無損傷。3）導(dǎo)線選用黑色，二次保護(hù)接地線為黃綠雙色線，工程有特殊要求時(shí)則按工程要求選線。4）電流回路采用2.5mm2

導(dǎo)線，其他回路采用

1.5mm2

導(dǎo)線，電子元件回路采用焊錫連接時(shí)，在滿足載流量和電壓降及有足夠機(jī)械強(qiáng)度的情況下，可采用不小于

0.5mm2

截面的導(dǎo)線。1115）導(dǎo)線與電氣元件采用螺栓連接、插接、焊接等，導(dǎo)線的芯線應(yīng)無損傷。6）每個(gè)接線端子應(yīng)只接一根導(dǎo)線，最多不超過兩根（只有當(dāng)該端子或接線柱是為接兩根導(dǎo)線而專門設(shè)計(jì)的時(shí)才允許接兩根導(dǎo)線）。7）用于連接可動(dòng)部分的導(dǎo)線應(yīng)采用多股軟導(dǎo)線，并留有適量的裕度。導(dǎo)線根數(shù)超過35根時(shí)分兩股捆扎，超過70根時(shí)分三股捆扎。用于連接固定不動(dòng)單元上的電氣元件的導(dǎo)線可采用單股導(dǎo)線或多股軟導(dǎo)線。8）手車式高壓開關(guān)柜下門上的電氣元件導(dǎo)線應(yīng)采用多股導(dǎo)線，并套上波紋管，當(dāng)門上元件過多、二次線過粗時(shí)（二次線多于35根），可將二次線分股套兩根以上波紋管，波紋管兩端用走線卡固定在彎板上，裕度要參照7）的要求。112113過門線護(hù)線波紋管長(zhǎng)度過門線護(hù)線波紋管長(zhǎng)度見下表。9）多股軟導(dǎo)線在與電氣元件接點(diǎn)連接時(shí)端部應(yīng)絞緊，并加終端附件（線鼻子，或稱冷壓端頭），線芯不得有松散或斷股現(xiàn)象。①用剝線鉗剝?nèi)?dǎo)線絕緣層，鉗口與線徑配合適當(dāng)，不得損傷線芯。②將線芯穿上線鼻子，線芯穿過線鼻子壓接部位后，線芯外露長(zhǎng)度為0.5~1mm，用冷壓鉗壓接，壓接時(shí)，不同規(guī)格的線鼻子應(yīng)用冷壓鉗上對(duì)應(yīng)規(guī)格的鉗口壓接，加壓至鉗口完全閉合。③TO、TU

型冷壓端頭用冷壓鉗進(jìn)行壓接，將端頭放入冷壓鉗相應(yīng)規(guī)格的鉗口處，加壓至鉗口完全閉合。④打開冷壓鉗，將端頭拿出即可。⑤以上兩種線鼻子壓接后，用力拔一下線鼻子，線鼻子不允許松動(dòng)或脫落。11410）單股導(dǎo)線用螺釘固定時(shí)，單股導(dǎo)線應(yīng)曲圓，曲圓內(nèi)徑比接線螺釘直徑大

0.5~1mm。用螺釘緊固時(shí)，所曲圓圈的方向應(yīng)與螺母旋緊方向一致。11）所配導(dǎo)線的兩端應(yīng)用號(hào)碼管，號(hào)碼管的編號(hào)應(yīng)正確，發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)時(shí)，不得用筆擅自涂改，應(yīng)通知打字員重新打印號(hào)碼。號(hào)碼的視讀方向在裝配位置以開關(guān)板維護(hù)面為準(zhǔn)，字的順序自下而上，自左而右。12）各導(dǎo)線號(hào)碼管長(zhǎng)度應(yīng)基本一致。13）線束中導(dǎo)線不能有明顯的交叉現(xiàn)象，應(yīng)橫平豎直，導(dǎo)線改變彎曲方向時(shí)，用手指或圓嘴鉗彎曲，不得用尖嘴鉗等鋒利工具彎曲導(dǎo)線。14）導(dǎo)線彎曲半徑(內(nèi)徑)應(yīng)大于導(dǎo)線直徑的兩倍。15）線束穿越金屬孔或在過門處、轉(zhuǎn)角處，應(yīng)在線束穿越部分纏上膠帶。11516）導(dǎo)線接入電氣元件接點(diǎn)時(shí)，線芯曲圓應(yīng)符合順時(shí)針方向。17）當(dāng)懸掛線束未固定長(zhǎng)度超過300mm時(shí)，應(yīng)固定導(dǎo)線。18）線束與一次母線間應(yīng)有大于下表中規(guī)定的距離。19）當(dāng)二次線須用電烙鐵焊接時(shí)，要用松香助焊劑，不得用焊油與鹽酸。20）在母線上接二次線時(shí)，在母線上鉆

?6的孔，用M5螺栓連接。21）對(duì)于不使用的線頭，在剪斷后，其線芯側(cè)應(yīng)用絕緣膠布包扎起來，盡量隱蔽，不要將其露在線束表面。116線束與一次母線間的距離22）所有螺釘緊固件必須加彈墊、平墊和螺母進(jìn)行緊固。緊固后螺釘應(yīng)露出

2~5

扣。23）各接地線連接處表面應(yīng)清理干凈，不得有油漆或銹斑。24）二次回路有大線（一般指主回路連接線）連接時(shí)，按串聯(lián)回路中電氣元件的最小額定電流（熔斷器中的熔體和熱元件除外）選擇導(dǎo)線截面。此截面的導(dǎo)線長(zhǎng)期使用電流不得小于串聯(lián)回路中電氣元件的最小額定電流。常用導(dǎo)線的載流量見下表。117常用導(dǎo)線的載流量四、施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電配電箱安裝規(guī)范1.施工現(xiàn)場(chǎng)的配電系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置總配電箱、分配電箱、開關(guān)箱，實(shí)行三級(jí)配電。配電系統(tǒng)要保證三相負(fù)荷平衡。2.總配電箱以下可設(shè)置若干分配電箱，分配電箱以下可設(shè)置若干開關(guān)箱。3.每臺(tái)設(shè)備必須有專用的開關(guān)箱，不得用同一個(gè)開關(guān)箱直接控制兩臺(tái)及以上用電設(shè)備（含插座）。4.動(dòng)力配電箱與照明配電箱宜分別設(shè)置。5.配電箱、開關(guān)箱應(yīng)裝設(shè)在干燥、通風(fēng)及常溫場(chǎng)所。1186.配電箱、開關(guān)箱周圍應(yīng)有足夠兩人同時(shí)工作的空間和通道。7.配電箱、開關(guān)箱應(yīng)采用冷軋鋼板或阻燃絕緣材料制作，鋼板厚度為1.2~2.0mm。8.配電箱、開關(guān)箱要裝設(shè)端正、牢固。9.配電箱、開關(guān)箱內(nèi)的電器應(yīng)先安裝在金屬或非木質(zhì)阻燃絕緣電器安裝板上，不得歪斜和松動(dòng)，然后再整體緊固在配電箱、開關(guān)箱箱體內(nèi)。金屬電器安裝板與金屬箱體應(yīng)做電氣連接。10.配電箱的電器安裝板上必須分設(shè)N線端子板和PE線端子板。11.配電箱、開關(guān)箱內(nèi)的連接導(dǎo)線必須采用銅芯絕緣導(dǎo)線，連接導(dǎo)線不應(yīng)有接頭及線芯損傷、斷股等現(xiàn)象。11912）

配電箱、開關(guān)箱的金屬箱體、金屬電器安裝板以及正常情況應(yīng)不帶電的金屬底座、外殼等必須通過PE線端子板與PE線做電氣連接（可靠接地），金屬箱門與金屬箱體必須通過編織軟銅線做電氣連接。13）配電箱、開關(guān)箱的箱體尺寸應(yīng)與箱內(nèi)電器的數(shù)量、尺寸相適應(yīng)。14）配電箱、開關(guān)箱中導(dǎo)線的進(jìn)出線口應(yīng)設(shè)在箱體的下底面。15）配電箱、開關(guān)箱外形結(jié)構(gòu)應(yīng)能防雨、防塵，防護(hù)等級(jí)應(yīng)符合要求。16）配電箱應(yīng)有名稱、編號(hào)、系統(tǒng)圖及分路標(biāo)記。120２－３

電力變壓器與互感器121學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解電力變壓器的作用、分類及在工廠中的應(yīng)用。2.了解電流互感器、電壓互感器的作用、特點(diǎn)。122一、電力變壓器

電力變壓器是變配電所中最重要的一次設(shè)備，其作用是將電力系統(tǒng)中的電壓升高或降低，合理輸送、分配和使用電能。電力變壓器的分類見下表。123電力變壓器二、電壓互感器與電流互感器1.互感器及主要功能

互感器是一種為測(cè)量?jī)x器、儀表、繼電器和其他類似電器供電的特殊變壓器。其主要功能如下:（1）使儀表、繼電器等二次設(shè)備與一次電路（主電路）絕緣，提高電路的安全性和可靠性。（2）擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍。高壓互感器是適用于1~220kV電力系統(tǒng)中，將高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓或?qū)⒋箅娏鬓D(zhuǎn)換成小電流以便于測(cè)量、保護(hù)、使用的互感器，1242.電壓互感器

電壓互感器是將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓的互感器，其二次側(cè)額定電壓多為100kV。電壓互感器按裝設(shè)地點(diǎn)的條件及一次電壓、二次電壓、準(zhǔn)確度等級(jí)等條件進(jìn)行選擇。電壓互感器使用時(shí)的注意事項(xiàng):（1）電壓互感器工作時(shí)，其二次側(cè)不允許短路。（2）電壓互感器二次側(cè)有一端必須接地。（3）電壓互感器在連接時(shí)，要注意其端子的極性。1253.電流互感器電流互感器是將大電流轉(zhuǎn)換為小電流的互感器，其二次側(cè)額定電流多為

5A。高壓電流互感器大多制成不同準(zhǔn)確度等級(jí)的兩個(gè)鐵芯和兩個(gè)繞組型式，分別接測(cè)量?jī)x表和繼電器，以滿足測(cè)量和保護(hù)的不同要求。電流互感器按裝設(shè)地點(diǎn)的條件及額定電壓、一次電流、二次電流（一般為

5A）、準(zhǔn)確度等級(jí)等條件進(jìn)行選擇。126工廠常用的高壓電流互感器為

LQJ－10型樹脂澆注絕緣戶內(nèi)互感器（如圖所示），常用的低壓電流互感器為L(zhǎng)MZJ1－0.5

型樹脂澆注絕緣戶內(nèi)互感器（如圖所示）。127LQJ－10

型樹脂澆注絕緣戶內(nèi)互感器LMZJ1－0.5

型樹脂澆注絕緣戶內(nèi)互感器電流互感器使用時(shí)的注意事項(xiàng):（1）電流互感器工作時(shí)，其二次側(cè)不允許開路。（2）電流互感器二次側(cè)有一端必須接地。（3）電流互感器在連接時(shí)，要注意其端子的極性。128２－4電氣設(shè)備的選擇及運(yùn)行維護(hù)要求129學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握高、低壓電氣設(shè)備選擇的原則。2.了解高壓電氣設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)要求。130一、電氣設(shè)備的選擇方法1.電氣設(shè)備選擇的一般原則

高壓一次設(shè)備的選擇，必須滿足一次電路在正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠、運(yùn)行維護(hù)方便、投資經(jīng)濟(jì)合理。電氣設(shè)備按正常工作條件進(jìn)行選擇，要考慮電氣裝置的環(huán)境條件和電氣要求。電氣設(shè)備按短路故障條件進(jìn)行校驗(yàn)，就是要按最大可能的短路故障時(shí)的動(dòng)、熱穩(wěn)定度校驗(yàn)，以保證電氣設(shè)備在短路故障時(shí)不致?lián)p壞。選擇原則概括起來就是“按正常工作條件選擇，按短路條件校驗(yàn)”。1312.按正常工作條件選擇電氣設(shè)備（1）按額定電壓選擇電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的額定電壓就是銘牌上標(biāo)出的電壓。額定電壓應(yīng)符合設(shè)備裝設(shè)點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓，并應(yīng)大于或等于正常工作時(shí)可能出現(xiàn)的最大工作電壓，即UN≥U式中UN

———電氣設(shè)備的額定電壓；

U———電網(wǎng)的額定電壓。132（2）按額定電流選擇電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的額定電流就是銘牌上標(biāo)出的電流。電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于電路中在各種情況下可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流，即IN≥I式中IN

———電氣設(shè)備的額定電流；

I———最大負(fù)荷電流。1333.按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備（1）動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)。當(dāng)短路沖擊電流通過電氣設(shè)備時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，在電動(dòng)力的作用下，電氣設(shè)備可能會(huì)受到不同程度的損害。因此，電氣設(shè)備允許通過的極限電流（由制造廠給出）應(yīng)不小于短路沖擊電流，即imax≥ishImax≥Ish式中ish

、Ish———短路沖擊電流峰值和有效值；

imax

、Imax

———電氣設(shè)備允許通過的極限電流峰值和有效值。134（2）熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。當(dāng)短路電流通過電氣設(shè)備時(shí)，同時(shí)還能產(chǎn)生很大的熱量。熱量使電氣設(shè)備溫度升高，并會(huì)使設(shè)備的絕緣損壞。因此，校驗(yàn)一般電氣設(shè)備時(shí)，有關(guān)參數(shù)應(yīng)滿足下式的要求：It2t≥I∞2tima式中It———電氣設(shè)備在時(shí)間

ｔ

內(nèi)的熱穩(wěn)定電流，該電流是指在時(shí)間

t

（1s、4s、5s、10s）內(nèi)，不使電氣設(shè)備任何部分受到超過規(guī)定的最大溫度的電流；

t

———It相對(duì)應(yīng)的持續(xù)時(shí)間；I∞———恒定的短路穩(wěn)態(tài)電流；tima———短路發(fā)熱的假想時(shí)間。135二、變壓器的運(yùn)行維護(hù)1.變壓器的運(yùn)行監(jiān)視（1）

應(yīng)經(jīng)常監(jiān)視儀表的指示，及時(shí)掌握變壓器的運(yùn)行情況。（2）

變壓器的日常巡視檢查，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定巡視周期，也可參照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

136（3）變壓器的日常巡視檢查主要包括以下內(nèi)容:1）檢查變壓器的油溫和溫度計(jì)是否正常，儲(chǔ)油柜的油位是否與溫度相對(duì)應(yīng)，各部位是否滲油、漏油。2）檢查絕緣套管油位是否正常，絕緣套管外部有無破損裂紋、有無嚴(yán)重油污、有無放電痕跡及其他異?，F(xiàn)象；絕緣套管滲漏油時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理，防止內(nèi)部受潮損壞。3）檢查變壓器運(yùn)行中聲音是否均勻、正常。4）檢查吸濕器是否完好，吸附劑是否干燥。5）檢查引線接頭、電纜、母線有無發(fā)熱跡象。6）檢查壓力釋放器、安全氣道及防爆膜是否完好無損。1377）檢查有載分接開關(guān)的分接位置及電源指示是否正常。8）檢查氣體繼電器內(nèi)有無氣體。9）檢查各控制箱和二次端子箱是否關(guān)嚴(yán)，是否受潮，溫控裝置工作是否正常。10）檢查干式變壓器的外部表面有無積污。11）檢查變壓器室的門、窗、照明是否完好，房屋是否漏水，溫度是否正常。1382.變壓器的投運(yùn)和停運(yùn)變壓器投運(yùn)是指將停止?fàn)顟B(tài)的變壓器投入運(yùn)行的操作。變壓器停運(yùn)是指使運(yùn)行中的變壓器停止運(yùn)行的操作。投運(yùn)變壓器前，值班人員須仔細(xì)檢查。確認(rèn)變壓器及其保護(hù)裝置是否在良好狀態(tài)，是否具備帶電運(yùn)行條件。還須注意變壓器外部有無異物，臨時(shí)接地線是否已拆除，分接開關(guān)位置、各閥門開閉等是否正確。變壓器在低溫投運(yùn)時(shí)，還須防止呼吸器因結(jié)冰被堵。運(yùn)用中的備用變壓器須保證能隨時(shí)投入運(yùn)行。長(zhǎng)期停運(yùn)者應(yīng)定期充電，同時(shí)投入冷卻裝置。變壓器投運(yùn)和停運(yùn)的操作程序可參看現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程有關(guān)規(guī)定。1393.變壓器保護(hù)裝置和分接開關(guān)的運(yùn)行維護(hù)以及其他事項(xiàng)變壓器跳閘后，須立即查明原因。如綜合判斷證明變壓器跳閘不是由于內(nèi)部故障所引起的，可重新投入運(yùn)行。若變壓器有內(nèi)部故障的跡象，應(yīng)做進(jìn)一步檢查。裝有潛油泵的變壓器跳閘后，應(yīng)立即關(guān)停油泵。變壓器著火時(shí)，須立即斷開電源，停運(yùn)冷卻器，并迅速采取滅火措施，防止火勢(shì)蔓延。140三、高壓電氣設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)1.高壓熔斷器的運(yùn)行維護(hù)（1）巡視時(shí)，觀察熔斷器的接觸觸頭與熔管金屬帽接觸是否良好。如果有接觸不良等現(xiàn)象，應(yīng)立即停電檢修。（2）在檢修熔斷器時(shí)，要拔下熔管，看觸頭與熔管是否接觸完好，擦除灰塵后將其裝好。（3）在更換新熔斷器時(shí)，必須和原來熔斷器的規(guī)格及型號(hào)相同；更換熔體時(shí)，必須和原來的熔體額定電流相同。1412.高壓隔離開關(guān)的運(yùn)行維護(hù)（1）檢查隔離開關(guān)，接觸應(yīng)良好，不應(yīng)發(fā)熱。接點(diǎn)及連接部分最大允許溫度為70℃

。通過的電流不應(yīng)超過額定值。（2）檢查隔離開關(guān)的閘刀和靜觸頭，不應(yīng)臟污、變形、有燒痕。彈簧片、彈簧應(yīng)無銹蝕、疲勞。（3）檢查絕緣子，應(yīng)完好清潔，無裂紋及放電現(xiàn)象。（4）檢查觸頭在合閘后是否到位，接觸是否良好。（5）檢查閉鎖裝置是否完好，機(jī)械閉鎖的銷子應(yīng)銷牢，輔助觸頭的位置應(yīng)正確，并接觸良好。（6）檢查各機(jī)件，應(yīng)緊固，位置應(yīng)正確，無歪斜等不正?，F(xiàn)象。（7）運(yùn)行時(shí)，應(yīng)無振動(dòng)和異常聲音。1423.高壓負(fù)荷開關(guān)的運(yùn)行維護(hù)（1）巡視時(shí)，應(yīng)觀察滅弧裝置有無閃絡(luò)、破損和放電現(xiàn)象。（2）檢查觸頭間接觸是否良好，兩側(cè)的接觸壓力是否均勻，有無發(fā)熱現(xiàn)象，示溫片有無熔化。（3）檢查滅弧觸頭及噴嘴有無燒損現(xiàn)象。（4）在幾次的空載分、合閘操作中，觸頭系統(tǒng)和操動(dòng)機(jī)構(gòu)均應(yīng)無任何呆滯、卡阻現(xiàn)象。（5）檢查載流部分，表面應(yīng)無銹蝕及發(fā)熱現(xiàn)象。（6）檢查絕緣子，應(yīng)完好清潔，無裂紋及放電現(xiàn)象。1434.高壓斷路器的運(yùn)行維護(hù)（1）檢查斷路器各絕緣部分，應(yīng)完好，無損壞、閃絡(luò)、放電現(xiàn)象。（2）檢查各導(dǎo)電部位，應(yīng)無發(fā)熱、變色等現(xiàn)象，查看示溫片有無熔化。（3）檢查少油斷路器油面是否在標(biāo)準(zhǔn)刻度線之上，油色應(yīng)正常，無滲漏現(xiàn)象。（4）檢查真空斷路器真空滅弧室的顏色有無變化，有無裂紋等現(xiàn)象。（5）檢查六氟化硫斷路器壓力表的壓力指示是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。（6）在斷路器事故跳閘后，應(yīng)重點(diǎn)檢查斷路器有無噴油現(xiàn)象，油色有無變化，是否有沉淀物出現(xiàn)。（7）檢查操動(dòng)機(jī)構(gòu)的分、合閘線圈有無發(fā)熱等異常現(xiàn)象，以及操動(dòng)機(jī)構(gòu)的分、合閘指示器的指示與斷路器的實(shí)際位置是否相符。144四、互感器的運(yùn)行維護(hù)1.電壓互感器的運(yùn)行維護(hù)（1）電壓互感器投入運(yùn)行后，應(yīng)測(cè)量二次側(cè)電壓是否正常。有功功率表、無功功率表等指示應(yīng)正確。（2）在調(diào)換電壓互感器二次側(cè)儀表前，應(yīng)特別注意二次側(cè)不能短路。（3）三相五柱式電壓互感器的一次側(cè)裝有單極中性點(diǎn)接地刀開關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地短路故障超過2h后，可將該刀開關(guān)拉開，要測(cè)試時(shí)再合上。（4）當(dāng)6~10kV無載母線通電時(shí)，電壓互感器有時(shí)因鐵磁諧振而使三相電壓不平衡，開口三角形的二次繞組兩端有電壓出現(xiàn)，從而使系統(tǒng)接地信號(hào)動(dòng)作。1452.電流互感器的運(yùn)行維護(hù)（1）流互感器在運(yùn)行中二次側(cè)不準(zhǔn)開路。在調(diào)換電流表、有功功率表、無功功率表時(shí)，應(yīng)先將電流回路短路后再進(jìn)行儀表的調(diào)換。（2）為了防止電流互感器在運(yùn)行中二次側(cè)開路，旋擰電流互感器試驗(yàn)端子的壓板時(shí)，不要旋得過緊，避免螺紋損壞，造成開路。146工廠供電系統(tǒng)第三章1471483－1工廠供電系統(tǒng)電路圖3－2電力負(fù)荷及其計(jì)算3－3工廠變配電所及其主接線3－4工廠變配電所的運(yùn)行管理3－5工廠電力線路3－6短路的基礎(chǔ)知識(shí)3－１

工廠供電系統(tǒng)電路圖149學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解電力系統(tǒng)變配電概略圖及其繪制原則。2.掌握工廠供電系統(tǒng)一次、二次接線圖的意義、區(qū)別及繪制原則。3.能獨(dú)立識(shí)讀工廠供電系統(tǒng)一次、二次接線圖及電器位置圖和電力平面圖。150一、電力系統(tǒng)變配電概略圖1.概略圖簡(jiǎn)介概略圖是一種用單線表示法繪制，用圖形符號(hào)、方框符號(hào)或帶注釋的框，概略地表示系統(tǒng)或成套裝置的基本組成、相互關(guān)系及其主要特征的簡(jiǎn)圖。圖所示為供電系統(tǒng)概略圖，用發(fā)電、供電系統(tǒng)主要設(shè)備的圖形符號(hào)概略地描述供電系統(tǒng)的基本組成等情況。151供電系統(tǒng)概略圖2.概略圖繪制原則及識(shí)圖（1）符號(hào)的使用。主要采用圖形符號(hào)、方框符號(hào)或帶注釋的框繪制。（2）電路或元件的布局方式。概略圖是按功能布局法繪制的，表示項(xiàng)目的圖形符號(hào)、方框符號(hào)或帶注釋的框按工作順序從左至右或從上至下布置。（3）連接線的連接方法。用單根細(xì)實(shí)線連接，可用一相線代表三相線。（4）項(xiàng)目代號(hào)的表示方法。在概略圖中，項(xiàng)目只標(biāo)注高層代號(hào)，也可以不標(biāo)注項(xiàng)目代號(hào)。

152（5）重復(fù)電路的表示方法。在一張概略圖中，如有重復(fù)電路，可只繪出一個(gè)，其他的電路用簡(jiǎn)化方式表示。如圖所示，項(xiàng)目“＝WL13”電路，在其方框符號(hào)內(nèi)注“電路同

＝WL11”，表示它們的電路完全相同。（6）注釋和說明?？筛鶕?jù)需要加注各種形式的注釋和說明。153某工廠電力系統(tǒng)變電部分概略圖二、工廠供電系統(tǒng)一次、二次接線圖1.接線圖簡(jiǎn)介電力系統(tǒng)接線圖就是表示變壓器、斷路器、互感器等電氣設(shè)備的電路連接關(guān)系的系統(tǒng)圖，分為一次接線圖和二次接線圖。一次接線圖也稱為主接線圖或主電路圖，是表示電力系統(tǒng)電能輸送和分配路線的電路圖，如圖所示。154某變電所一次接線圖二次接線圖也稱為二次電路圖或二次回路圖，是指電力系統(tǒng)中用來控制、指示、監(jiān)測(cè)和保護(hù)主電路及其中設(shè)備運(yùn)行的電路圖。接線圖按照功能不同分為單元接線圖、互連接線圖和端子接線圖三種。單元接線圖：指表示一個(gè)結(jié)構(gòu)單元或單元組內(nèi)部連接所需信息的簡(jiǎn)圖，如圖所示。155單元接線圖互連接線圖：指表示不同結(jié)構(gòu)單元之間連接所需信息的簡(jiǎn)圖，如圖所示。156互連接線圖端子接線圖：指表示一個(gè)結(jié)構(gòu)單元或一個(gè)設(shè)備外部連接所需信息的簡(jiǎn)圖，如圖所示。157端子接線圖2.接線圖繪制原則及識(shí)圖（1）接線圖繪制原則。1）項(xiàng)目的布局方式。接線圖是按位置布局法繪制的，清楚地闡述了各項(xiàng)目之間的相對(duì)位置和導(dǎo)線走向，但無須按比例定出它們之間的位置關(guān)系，如圖所示，項(xiàng)目

11~項(xiàng)目13、X及其端子都是按它們的實(shí)際位置布局的，但并沒有給出明顯的尺寸標(biāo)志或比例關(guān)系。158單元接線圖2）項(xiàng)目的表示方法。接線圖中的項(xiàng)目一般采用簡(jiǎn)單的輪廓表示，有時(shí)也采用簡(jiǎn)化圖形表示。如上圖所示，項(xiàng)目采用矩形表示。3）端子的表示方法。在接線圖中，端子一般用圖形符號(hào)和端子代號(hào)表示。4）連接線的表示方法。在接線圖中，連接線主要有連續(xù)線和中斷線兩種表示方法。既可以用多線表示，也可以用單線表示。5）導(dǎo)線標(biāo)記。導(dǎo)線應(yīng)標(biāo)注導(dǎo)線標(biāo)記，如上圖所示，在導(dǎo)線兩端分別標(biāo)注了按數(shù)字順序編號(hào)的、相同的標(biāo)記符號(hào)。159（2）接線圖識(shí)圖。接線圖識(shí)圖應(yīng)對(duì)照電路圖和位置圖進(jìn)行，并參看國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電氣技術(shù)用文件的編制

第1部分：規(guī)則》（GB/T6988.1—2008）、《電氣簡(jiǎn)圖用圖形符號(hào)

第1部分：一般要求》（GB/T4728.1—2018）、《工業(yè)系統(tǒng)、裝置與設(shè)備以及工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)原則與參照代號(hào)

第1部分：基本規(guī)則》（GB/T5094.1—2018）等。160如圖所示是幾個(gè)工廠高壓線路二次回路接線圖示例。161工廠高壓線路二次回路接線圖示例（一）162工廠高壓線路二次回路接線圖示例（二）163某工廠高壓線路二次回路電路圖三、工廠供電系統(tǒng)電器位置圖1.電器位置圖的種類（1）電氣設(shè)備布置圖。電氣設(shè)備布置圖是一種用以提供電氣設(shè)備安裝位置信息的簡(jiǎn)圖。如圖所示為某高壓電廠控制室電氣設(shè)備布置圖，該圖清晰地給出了建筑物第二層控制室里的控制盤的安裝距離和尺寸。164某高壓電廠控制室電氣設(shè)備布置圖（2）電氣設(shè)備安裝簡(jiǎn)圖。電氣設(shè)備安裝簡(jiǎn)圖是一種用以提供電氣設(shè)備安裝位置和連接關(guān)系的簡(jiǎn)圖。圖所示為某室內(nèi)變電所電氣設(shè)備安裝簡(jiǎn)圖，它清楚地給出了變電所里電氣設(shè)備的實(shí)際安裝位置。165某室內(nèi)變電所電氣設(shè)備安裝簡(jiǎn)圖（3）電氣設(shè)備電纜路由圖。電氣設(shè)備電纜路由圖是一種用以表示電纜或電纜束及電纜溝、槽、導(dǎo)管、線槽、固定件等位置的簡(jiǎn)圖。如圖所示為某室外場(chǎng)地電纜路由圖，它清楚地示出了高壓電纜從本場(chǎng)地外西南方向引入至變電所，低壓電纜由變電所引出至各個(gè)建筑物。A~M

為低壓電纜分支點(diǎn)。166某室外場(chǎng)地電纜路由圖（4）電氣設(shè)備接地平面圖。電氣設(shè)備接地平面圖是一種用以提供接地裝置的位置及與電氣設(shè)備連接關(guān)系的簡(jiǎn)圖，又稱接地圖或接地簡(jiǎn)圖。如圖所示為某變電所的電氣設(shè)備接地平面圖，圖中清楚地示出了變電所里的電氣設(shè)備的布置位置及其接地線的連接情況。167某變電所的電氣設(shè)備接地平面圖2.電器位置圖的繪制原則（1）布局方式。電器位置圖按照電氣設(shè)備的實(shí)際位置進(jìn)行布局。非電設(shè)備和電氣設(shè)備要有明顯區(qū)別，只有對(duì)理解電氣圖和電氣設(shè)備安裝十分重要時(shí)，才將非電設(shè)備表示出來。（2）電氣元件的表示。電器位置圖中的電氣元件通常用圖形符號(hào)或元器件的簡(jiǎn)化形狀來表示。（3）連接線的表示。電器位置圖中的連接線一般用單線表示，只有在需要標(biāo)明復(fù)雜連接的細(xì)節(jié)時(shí)，才允許采用多線表示。連接線區(qū)別于表示地貌、結(jié)構(gòu)或建筑物內(nèi)容的圖線。168四、工廠電力平面圖電力平面圖是一種用圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示建筑物內(nèi)各種電力設(shè)備平面布置的簡(jiǎn)圖，主要反映電力設(shè)備的安裝位置和標(biāo)高，電力設(shè)備的規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量，供電線路的敷設(shè)路徑和方法等內(nèi)容。電力平面圖主要供施工、使用單位從事電力設(shè)備安裝和電力設(shè)備維護(hù)管理用。如圖所示為某機(jī)械加工車間的電力平面圖。為更清楚地弄清總配電箱與分配電箱之間的關(guān)系，在此還須給出與之相對(duì)應(yīng)的電力系統(tǒng)概略圖，如圖所示。169170某機(jī)械加工車間的電力平面圖171某機(jī)械加工車間的電力系統(tǒng)概略圖1.配電線路在上面電力平面圖和電力系統(tǒng)概略圖中，用圖線和文字相結(jié)合的方式，清楚地表述了配電線路的走向、型號(hào)、規(guī)格、根數(shù)、敷設(shè)方式、敷設(shè)部位等信息。線路敷設(shè)方式及敷設(shè)部位標(biāo)注常用的文字代號(hào)見下表。172線路敷設(shè)方式及敷設(shè)部位標(biāo)注常用的文字代號(hào)173線路敷設(shè)方式及敷設(shè)部位標(biāo)注常用的文字代號(hào)2.電力設(shè)備如圖中的電力設(shè)備主要是電動(dòng)機(jī)，各種電動(dòng)機(jī)共21臺(tái)，編號(hào)為1~21。每臺(tái)均給出標(biāo)注，用以表示電動(dòng)機(jī)的位置、規(guī)格、型號(hào)等。174某機(jī)械加工車間的電力平面圖五、工廠供配電系統(tǒng)運(yùn)行模擬圖工廠供配電系統(tǒng)運(yùn)行模擬圖就是在變配電所內(nèi)設(shè)置的實(shí)時(shí)顯示、監(jiān)控變配電所主接線（一次回路接線）設(shè)備運(yùn)行情況的電子模擬盤或微機(jī)顯示屏上的主接線圖，當(dāng)線路發(fā)生故障或負(fù)荷變化時(shí)能及時(shí)以燈光閃爍、警笛鳴叫等形式提示、報(bào)警或?qū)嵤├^電保護(hù)操作等，如圖所示。175176某工廠配電室模擬屏177某水電站電氣主接線圖178某大廈變配電室模擬屏3－２電力負(fù)荷及其計(jì)算179學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解電力負(fù)荷的概念和分級(jí)。2.了解日有功負(fù)荷曲線、年有功負(fù)荷曲線及與之有關(guān)的年最大負(fù)荷等物理量。3.重點(diǎn)掌握用需要系數(shù)法進(jìn)行電力負(fù)荷計(jì)算的方法。180一、電力負(fù)荷分級(jí)1.電力負(fù)荷的概念電力負(fù)荷又稱電力負(fù)載，有兩種含義。一種是指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位（用戶），如重要負(fù)荷、不重要負(fù)荷是指不同的用電單位，動(dòng)力負(fù)荷、照明負(fù)荷是指不同的用電設(shè)備等。另一種是指用電設(shè)備或用電單位所耗用的電功率或電流大小，如輕負(fù)荷

（輕載）、重負(fù)荷、空負(fù)荷、滿負(fù)荷等。1812.工廠電力負(fù)荷的分級(jí)按《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50052－2009）的規(guī)定，工廠電力負(fù)荷根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級(jí)，見下表。182電力負(fù)荷的分級(jí)183電力負(fù)荷的分級(jí)二、負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線是指用于表達(dá)電力負(fù)荷隨時(shí)間變化情況的函數(shù)曲線。在直角坐標(biāo)系中，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷值（有功功率或無功功率），橫坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)的時(shí)間（一般以小時(shí)為單位）。負(fù)荷曲線按負(fù)荷的功率性質(zhì)可分為有功負(fù)荷曲線和無功負(fù)荷曲線；按所表示的負(fù)荷變動(dòng)的時(shí)間可分為日負(fù)荷曲線、月負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線。1841.日有功負(fù)荷曲線日有功及無功負(fù)荷曲線如圖所示。為了便于在運(yùn)行中制定負(fù)荷曲線，負(fù)荷曲線常繪成階梯形，如圖所示。185日有功及無功負(fù)荷曲線階梯形日有功負(fù)荷曲線2.年有功負(fù)荷曲線年有功負(fù)荷曲線通常繪制成年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線，如圖所示為年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制。它是根據(jù)全年的負(fù)荷變化，按照各個(gè)不同的負(fù)荷值累計(jì)（全年時(shí)間按8760h計(jì)算）持續(xù)時(shí)間排列組成的。186年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線的繪制a）夏日負(fù)荷曲線b）冬日負(fù)荷曲線c）年負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線三、與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的幾個(gè)物理量1.年最大負(fù)荷年最大負(fù)荷

Pmax

是指全年中負(fù)荷最大的工作班組內(nèi)消耗電能最多的半小時(shí)的平均功率，因此年最大負(fù)荷也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷

P30

。如圖所示為某工廠年有功負(fù)荷曲線，此曲線上最大負(fù)荷

Pmax

就是年最大負(fù)荷，Tmax

為年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。187某工廠年有功負(fù)荷曲線188根據(jù)電力用戶長(zhǎng)期運(yùn)行和實(shí)際積累的經(jīng)驗(yàn)，各類工廠年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)見下表。各類工廠年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)2.平均負(fù)荷平均負(fù)荷

Pv

是指電力負(fù)荷在一定時(shí)間

t

內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負(fù)荷在該時(shí)間

t

內(nèi)消耗的電能

Wt

除以時(shí)間

t

的值，即Pv

＝

Wt/ｔ年平均負(fù)荷

Pav

是指電力負(fù)荷在一年時(shí)間（8760h）內(nèi)平均消耗的功率，如圖所示，也就是電力負(fù)荷在全年內(nèi)實(shí)際消耗的電能

Wa

除以時(shí)間8760h的值，即Pav

＝

Wa/87601893.負(fù)荷系數(shù)負(fù)荷系數(shù)又稱負(fù)荷率，是用電負(fù)荷的平均負(fù)荷

Pv

與其最大負(fù)荷

Pmax

的比值，即KL

＝

Pv/Pmax對(duì)負(fù)荷曲線來說，負(fù)荷系數(shù)亦稱負(fù)荷曲線填充系數(shù)，它表征負(fù)荷曲線不平坦的程度，即表征負(fù)荷起伏變動(dòng)的程度。從充分發(fā)揮供電設(shè)備的能力、提高供電效率來說，希望此系數(shù)越高、越趨近于1越好。從發(fā)揮整個(gè)電力系統(tǒng)的效能來說，應(yīng)盡量使工廠的不平坦的負(fù)荷曲線“削峰填谷”，提高負(fù)荷系數(shù)。對(duì)用電設(shè)備來說，負(fù)荷系數(shù)就是設(shè)備的輸出功率

P

與設(shè)備裝機(jī)容量

PN的比值，即KL

＝

P/PN190191四、電力負(fù)荷計(jì)算1.用電設(shè)備的容量計(jì)算在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，必須先將用電設(shè)備按其不同工作制性質(zhì)分為不同的用電設(shè)備組，由此確定用電設(shè)備組容量后進(jìn)行計(jì)算。（1）對(duì)連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備組，用電設(shè)備組容量就是所有設(shè)備的銘牌額定容量之和，即192（2）對(duì)斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備組，用電設(shè)備組容量就是將所有設(shè)備在不同負(fù)荷持續(xù)率下的銘牌額定容量，換算到一個(gè)統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下的功率之和（負(fù)荷持續(xù)率用來表示斷續(xù)周期工作制的設(shè)備，是指一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比值。）常用的斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備組換算如下:1）電焊機(jī)組。要求統(tǒng)一換算到

ε

＝100%，按下式進(jìn)行換算后得到的用電設(shè)備組容量為193即式中PN

、SN———電焊機(jī)銘牌的有功功率和視在功率；

εN———與銘牌對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率；

ε100———100%的負(fù)荷持續(xù)率；cosφ———銘牌規(guī)定的功率因數(shù)。1942